Article

Aerodynamische und aeroakustische Optimierung eines Radialventilators mit rückwärts-gekrümmten Schaufeln für Haushaltsgeräte mittels Inverse Design

* Presenting author
Day / Time: 19.03.2019, 16:40-17:00
Room: Saal 4
Typ: Regulärer Vortrag
Abstract: Radialventilatoren mit rückwärts-gekrümmten Schaufeln zeichnen sich durch einen vergleichsweise hohen Wirkungsgrad gegenüber anderen radialen Ventilatorbauarten aus. Demgegenüber stehen eine höhere Antriebsdrehzahl und ein deutlich tonaler geprägtes Betriebsgeräusch im Vergleich zu beispielsweise Trommelläuferventilatoren. Für den Einsatz in Haushaltsgeräten wie Wäschetrocknern werden aus diesen Gründen eher letztgenannte Trommelläufer verwendet. Mit steigender Effizienz des Gesamtgerätes nimmt allerdings der Einfluss der Ventilatoreinheit auf den Wirkungsgrad immer weiter zu. Daher soll der Einsatz von Radialventilatoren mit rückwärts-gekrümmten Schaufeln für den Betrieb in einem handelsüblichen Wäschetrockner im Hinblick auf aerodynamische und aeroakustische Eigenschaften untersucht werden. In den ersten Projektschritten wurde ein Referenzventilator mittels klassischer Designrichtlinien ausgelegt, gefertigt und numerisch sowie experimentell untersucht. Für die numerischen Untersuchungen wird ein hybrides Computational Fluid Dynamics (CFD) / Computational Aeroacoustics (CAA) Verfahren verwendet. Die Ergebnisse werden experimentell mit dem Kanalverfahren nach DIN 5136 validiert. Der Referenzventilator wird in weiteren Schritten hinsichtlich der aerodynamischen und aeroakustischen Eigenschaften optimiert. Dazu wird das „Inverse Design“ Verfahren verwendet um den Rahmen klassischer Auslegungsregeln zu erweitern. Mittels Design of Experiments (DoE) und genetischer Optimierungsalgorithmen werden verschiedene Parameter und ihr Einfluss auf den Wirkungsgrad sowie die Schallabstrahlung untersucht. In weiteren Projektschritten soll die beste Ventilator-Variante wiederum mittels transienter 3D CFD/CAA simuliert, gebaut und experimentell untersucht werden.